Witaj Czy zastanawia³eœ siê dlaczego z³o¿enie nawet prostego uk³adu elektronicznego jest takie skomplikowane, uci¹¿liwe i d³ugotrwa³e?... Dlaczego patrz¹c na gotowy obwód, tak trudno zorientowaæ siê jaki jest schemat jego po³¹czeñ?... W zestawach El-Go rozwi¹zaliœmy te problemy. Pozwól sobie przedstawiæ rozwi¹zanie techniczne, zwi¹zane z naszym nowym wynalazkiem. Jego realizacjê umo¿liwi³ rozwój technologii magnesów neodymowych w ostatnich latach. Dziêki pomys³owi El-Go budowa obwodów elektronicznych staje siê ³atwa i przyjemna - nie musisz u¿ywaæ lutownicy ani tworzyæ pl¹taniny kabli a po³¹czenia powstaj¹ same w momencie zbli¿enia do siebie elementów i utrzymywane s¹ si³ami magnetycznymi. Gotowy obwód wygl¹da przejrzyœcie - tak jak jego schemat. Nauka elektroniki staje siê niezwykle prosta, a iloœæ zbudowanych obwodów zale¿y tylko od tego, jak daleko siêgniesz wyobraŸni¹. Podstawowy zestaw El-Go pozwala przyjemnie spêdziæ czas oraz dostarcza œwietnej zabawy kilku osobom jednoczeœnie. Poprzez zabawê mog¹ one poznaæ jak dzia³aj¹ elementy elektroniczne i zbudowaæ obwody reaguj¹ce bezdotykowo na polecenia, emituj¹ce dŸwiêki lub efekty œwietlne. Dziêki zestawom El-Go: sk³adanie obwodów elektronicznych jest ³atwe i przyjemne jak nigdy dot¹d efekt koñcowy jest bardzo przejrzysty (idealny do nauki elektroniki) masz mo¿liwoœæ tworzenia dowolnej liczby ró¿nych obwodów Wtyki, gniazda, zatrzaski, sprê¿ynki, popl¹tane kabelki - to ju¿ przesz³oœæ t e r a z j e s t E l - G o. Jego zastosowania s¹ bardzo szerokie: rozwijanie wyobraŸni dzieci, edukacja m³odzie¿y, testowanie obwodów przez elektroników... doskona³a zabawa dla wszystkich. Bawi¹c siê El-Go poszerzasz wiedzê, dokonuj¹c œwietnej inwestycji w swoj¹ przysz³oœæ. Zapraszamy do wspania³ego œwiata elektroniki. 1
45
Embed
Witaj - EL-GOel-go.pl/instrukcje/ElGoInstrukcja17aWitaj Czy zastanawia³eœ siê dlaczego z³o¿enie nawet prostego uk³adu elektronicznego jest takie skomplikowane, uci¹¿liwe i
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
WitajCzy zastanawia³eœ siê dlaczego z³o¿enie nawet prostego uk³adu elektronicznego jest takie skomplikowane, uci¹¿liwe i
d³ugotrwa³e?... Dlaczego patrz¹c na gotowy obwód, tak trudno zorientowaæ siê jaki jest schemat jego po³¹czeñ?...
W zestawach El-Go rozwi¹zaliœmy te problemy.
Pozwól sobie przedstawiæ rozwi¹zanie techniczne, zwi¹zane z naszym nowym wynalazkiem. Jego realizacjê umo¿liwi³
rozwój technologii magnesów neodymowych w ostatnich latach. Dziêki pomys³owi El-Go budowa obwodów
elektronicznych staje siê ³atwa i przyjemna - nie musisz u¿ywaæ lutownicy ani tworzyæ pl¹taniny kabli a po³¹czenia
powstaj¹ same w momencie zbli¿enia do siebie elementów i utrzymywane s¹ si³ami magnetycznymi. Gotowy obwód
wygl¹da przejrzyœcie - tak jak jego schemat. Nauka elektroniki staje siê niezwykle prosta, a iloœæ zbudowanych obwodów
zale¿y tylko od tego, jak daleko siêgniesz wyobraŸni¹.
Podstawowy zestaw El-Go pozwala przyjemnie spêdziæ czas oraz dostarcza œwietnej zabawy kilku osobom jednoczeœnie.
Poprzez zabawê mog¹ one poznaæ jak dzia³aj¹ elementy elektroniczne i zbudowaæ obwody reaguj¹ce bezdotykowo na
polecenia, emituj¹ce dŸwiêki lub efekty œwietlne.
Dziêki zestawom El-Go:
� sk³adanie obwodów elektronicznych jest ³atwe i przyjemne jak nigdy dot¹d
� efekt koñcowy jest bardzo przejrzysty (idealny do nauki elektroniki)
� masz mo¿liwoœæ tworzenia dowolnej liczby ró¿nych obwodów
Wtyki, gniazda, zatrzaski, sprê¿ynki, popl¹tane kabelki - to ju¿ przesz³oœæ
t e r a z j e s t E l - G o.
Jego zastosowania s¹ bardzo szerokie: rozwijanie wyobraŸni dzieci, edukacja m³odzie¿y, testowanie obwodów przez
elektroników... doskona³a zabawa dla wszystkich. Bawi¹c siê El-Go poszerzasz wiedzê, dokonuj¹c œwietnej inwestycji w
swoj¹ przysz³oœæ.
Zapraszamy do wspania³ego œwiata elektroniki.
1
Spis treœci:
% Zasady pos³ugiwania siê zestawem
%
% Wprowadzenie
% Opis modu³ów zestawu
% Buzzer
% Dioda LED
% Równoleg³e po³¹czenie elementów
% Szeregowe pod³¹czenie diod LED
% Ró¿ne przyk³ady po³¹czeñ diody LED
% W³¹cznik dotykowy
% Pamiêæ 1-bitowa
% Lampka nocna z wy³¹cznikiem
czasowym
% Lampka nocna z w³¹cznikiem
dotykowym
% W³¹cznik zmierzchowy
% Detektor œwiat³a z sygnalizacj¹
dŸwiêkow¹
% Fotodetektor czujnik obiektu
% Fotodetektor - czujnik braku obiektu
% Fotokomórka
Sk³ad zestawu% Fotoalarm zabezpieczenie
schowka
% Przerzutnik z pamiêci¹ stanu
% Sterownik sygnalizatora
œwietlnego
% Nocny drêczyciel
% Generator sta³ej czêstotliwoœci
% Generator modulowanej
czêstotliwoœci, sterowanej
œwiat³em
% Migaj¹ca dioda LED
% Generator optyczno-dŸwiêkowy
% Sygnalizator ostrzegawczy -
optyczny
% Sygnalizator optyczno-dŸwiêkowy
% WskaŸnik poziomu oœwietlenia
% Generator b³ysku (generator
krótkiego impulsu)
% Alarm z fotokomórk¹
% Migacz trójkolorowy
% Je¿eli coœ nie dzia³a
2
Zasady pos³ugiwania siê zestawem
Zestawy edukacyjne El-Go s¹ produktem polskim, wysokiej jakoœci.
Wszystkie elementy zestawu wykonano tak, aby s³u¿y³y przez wiele lat nie trac¹c swoich walorów u¿ytkowych. Powierzchnie
styków modu³ów elektrycznych, ³¹czników rurkowych i ³¹czników elastycznych oraz kulki wêz³owe maj¹ naniesione pow³oki
galwaniczne o w³aœciwoœciach takich, jakie s¹ stosowane w profesjonalnych elementach elektronicznych - zapewniaj¹
doskona³y kontakt elektryczny przez d³ugi okres u¿ytkowania. Wszystkie czêœci zestawu s¹ u³o¿one w odpowiednio
ukszta³towanych gniazdach, uformowanych w technicznej piance polietylenowej. Wysoka trwa³oœæ i wygoda dla u¿ytkownika
to podstawowe zalety tego sposobu przechowywania. Do³o¿ono równie¿ starañ, aby pude³ko, w które zestaw jest
zapakowany, by³o wygodne i mog³o d³ugo spe³niaæ swoj¹ funkcjê.
Po pierwszym u¿yciu przekonacie siê, ¿e El-Go nie jest zakupem na „jeden sezon”.
Do El-Go mo¿na wracaæ po latach, testowaæ rozwi¹zania uk³adowe, rozbudowywaæ zestaw o nowe elementy, tworzyæ
w³asne schematy, uczyæ elektroniki siebie i innych. Wiek nie ma tu ¿adnego znaczenia.
Informacje praktyczne
- Nie przechowywaæ zestawu w temperaturach znacznie odbiegaj¹cych od tych, w których normalnie funkcjonuje cz³owiek.o o o Temperatury poni¿ej 0 C i powy¿ej 60 C nie s¹ wskazane - powy¿ej 80 C elementy mog¹ bezpowrotnie straciæ
w³aœciwoœci magnetyczne.
- Nie demontowaæ modu³ów, poniewa¿ mo¿na zgubiæ, przegi¹æ, z³amaæ lub odkszta³ciæ ich drobne elementy.
- Dbaæ o czystoœæ styków gwarantuj¹c¹ dobry kontakt elektryczny.
- Utrzymywaæ porz¹dek, aby nic nie zginê³o - zw³aszcza po u¿yciu nale¿y wszystkie detale od³o¿yæ na swoje miejsce.
- NIE NALE¯Y BRAÆ KULEK LUZEM DO RÊKI, bo w ten sposób naj³atwiej je pogubiæ. Kulka poza opakowaniem zawsze
powinna byæ zwi¹zana z magnetyczn¹ koñcówk¹. Bêd¹c luzem mo¿e wypaœæ i siê gdzieœ potoczyæ (zgodnie z natur¹
kulki). Z gniazd w piance kulki nale¿y pobieraæ magnetycznymi koñcówkami elementów i w analogiczny sposób je tam
odk³adaæ, nawet je¿eli jest to dzia³anie robocze (chwilowe). Takie postêpowanie, poza tym ¿e gwarantuje kompletnoœæ
kulek, jednoczeœnie jest wygodne i usprawnia dzia³anie.
- Po u¿yciu zestawu wyj¹æ baterie z pojemnika (modu³u zasilania).
3
Zestaw pozwala na budowê wielu ciekawych uk³adów elektronicznych.
Warunkiem prawid³owego dzia³ania obwodów jest zestawianie ich na pod³o¿u nie przewodz¹cym pr¹du
elektrycznego. Niemal ka¿dy blat sto³u lub biurka spe³nia te wymagania - w razie problemu mo¿na uk³adaæ
obwód na suchej kartce papieru.
Instrukcja zawiera wybrane przyk³ady schematów mo¿liwych do realizacji za pomoc¹ tego zestawu. Modu³y
uniwersalne pozwalaj¹ u¿ytkownikowi na wstawienie wielu typowych elementów elektronicznych, które s¹
do³¹czone do zestawu lub s¹ ³atwo dostêpne w sklepach elektronicznych. Liczba mo¿liwych do realizacji
uk³adów staje siê wtedy praktycznie nieograniczona.
Je¿eli zdecydujesz siê na samodzielne konstrukcje elektroniczne, to powinny one byæ tworzone zgodnie z
zasadami elektroniki. Wspó³czesne elementy elektroniczne posiadaj¹ szereg zabezpieczeñ przed
uszkodzeniem, nie przewiduj¹ jednak skrajnie b³êdnych pod³¹czeñ oraz wysokich ³adunków elektrostatycznych
na wyprowadzeniach. Powszechnie spotykane iskrzenie odzie¿y (zw³aszcza we³nianej lub syntetycznej) to efekt
wystêpowania na niej bardzo wysokich napiêæ, wyra¿anych czêsto w tysi¹cach woltów. Takie napiêcie mo¿e
uszkodziæ elementy pó³przewodnikowe. Aby mieæ pewnoœæ, ¿e ich nie uszkodzisz, zalecane jest odprowadzenie
³adunków elektrostatycznych z cia³a (uziemienie) przed rozpoczêciem korzystania z zestawu.
Sk³ad zestawu:
1. Modu³ zasilania dostosowany do baterii AA (R6) ...………….…… 1 szt.2. Modu³ z elementem elektronicznym ….………………………...… 19 szt.3. Modu³ uniwersalny z zaciskami …........………………………....…. 2 szt.4. £¹cznik d³ugi …………………………………………………………. 5 szt.5. £¹cznik krótki ……………………………………………………...… 15 szt.
pomijalnie ma³y pr¹d z baterii, zapewniaj¹c wiele miesiêcy ich
funkcjonowania w tym stanie. Nale¿y zawsze zadbaæ, aby modu³ zasilania
by³ wy³¹czony je¿eli zestaw nie jest u¿ywany, poniewa¿ sygnalizacyjna
dioda LED œwiec¹c siê pobiera pr¹d z baterii i po kilku tygodniach
doprowadzi do ich wyczerpania. Je¿eli zestaw nie bêdzie u¿ywany przez
d³ugi czas - nale¿y wyj¹æ baterie z modu³u.
Uwaga: Zawsze, je¿eli w tej instrukcji jest mowa o podaniu napiêcia zasilania, nale¿y przez to rozumieæ pod³¹czenie
czerwonego kabla zasilaj¹cego w miejsce oznaczone na schemacie „(+)”, czarnego w miejsce oznaczone „(-)” i w³¹czenie
modu³u przyciskiem aktywuj¹cym. Modu³ zasilania jest w³¹czony, je¿eli jego zielona dioda sygnalizacyjna siê œwieci.
11
(+)(+)
(+)(+)
_( )_( )
_( )_( )
Bateria x 4 AA
Modu³ bezpiecznikaelektronicznego
Wyjœcie dodatniegobieguna zasilania
Wyjœcie ujemnegobieguna zasilania
czerwony
czarnyPrzyciskaktywuj¹cyON / OFF
Dioda sygnalizacyjna
Buzzer
Uk³ad pozwala na uruchomienie buzzera w³¹cznikiem.
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 1 w³¹cznik (SW)
- 1 buzzer (BUZZ)
- modu³ zasilania
Wykonanie:
Zestaw obwód zgodnie ze schematem. Zwróæ szczególn¹ uwagê na to, aby buzzer zosta³ pod³¹czony w³aœciwie. Jego koñcówka %oznaczona symbolem „+" musi byæ po³¹czona z dodatnim biegunem zasilania oznaczonym „(+)".
Z modu³u zasilania podaj napiêcie w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)". %Uwaga: Przez podanie napiêcia nale¿y rozumieæ pod³¹czenie czerwonego kabla zasilaj¹cego w miejsce oznaczone na
schemacie „(+)”, czarnego w miejsce oznaczone „(-)” i w³¹czenie modu³u przyciskiem aktywuj¹cym. Modu³ zasilania jest
w³¹czony, je¿eli œwieci siê jego zielona dioda sygnalizacyjna.
Znajduj¹cy siê w buzzerze generator sta³ej czêstotliwoœci akustycznej wprawia w drgania membranê g³oœnika. Efektem jest s³yszalny
dŸwiêk, o czêstotliwoœci z jak¹ pracuje generator. Generator dzia³a wy³¹cznie w momencie gdy jest zasilany, zatem buzzer wydaje
dŸwiêk kiedy w³¹cznik SW jest wciœniêty.
(+)(+)
_( )_( )
BUZZBUZZSWSW
12
Dioda LED
Uk³ad pozwala na zaœwiecenie diody LED w³¹cznikiem.
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 1 w³¹cznik (SW)
- 1 dioda œwiec¹ca (LED)
- modu³ zasilania
Wykonanie:
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem. Zwróæ szczególn¹ uwagê na w³aœciwe
pod³¹cznie diody LED. Anoda diody LED oznaczona symbolem „+" musi byæ
po³¹czona z dodatnim biegunem zasilania oznaczonym „(+)".
- Podaj napiêcie zasilaj¹ce w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Naciœnij w³¹cznik SW - dioda LED zaœwieci siê.
Jak to dzia³a?
Dioda LED jest wykonana z tak dobranych materia³ów (pó³przewodników), aby w trakcie przewodzenia pr¹du emitowa³y œwiat³o o
okreœlonej d³ugoœci fali (odpowiadajacej konkretnej barwie). Naciœniêcie w³¹cznika SW zamyka obwód. Przez diodê splaryzowan¹ w
kierunku przewodzenia p³ynie pr¹d i dioda LED œwieci.
Uwaga: Ka¿dy modu³ z diod¹ LED wyposa¿ony jest w opornik, który ogranicza pr¹d przep³ywaj¹cy przez diodê. Zbyt du¿y pr¹d
móg³by j¹ zniszczyæ.
Dla dociekliwych.
Wyjaœnijmy dok³adniej rolê opornika po³aczonego szeregowo z diod¹ LED.
Dioda LED charakteryzuje siê tym (patrz na opis elementów), ¿e w czasie normalnej pracy, na jej koñcówkach odk³ada siê sta³e
napiêcie (U ), niezale¿ne od wartoœci przep³ywaj¹cego przez ni¹ pr¹du (zupe³nie inaczej ni¿ w przypadku opornika). Wartoœæ tego LED
napiêcia zale¿y od technologii, w jakiej jest wykonana dioda i od jej koloru. Jest ono podane w jej danych katalogowych. Dla diod
LED, które u¿yliœmy, napiêcie to wynosi oko³o 2 V. Gdyby w naszym obwodzie nie by³o opornika R , to przez otwarty tranzystor LED
(+)(+)
_( )_( )
SWSW
LEDLED
RLEDRLED
13
14
dioda zosta³aby pod³¹czona bezpoœrednio do napiêcia zasilania (które w naszym wypadku wynosi ok. 6 V). Pr¹d p³yn¹cy przez diodê
wzrós³by gwa³townie do maksymalnej wartoœci, jak¹ mo¿e podaæ bateria i natychmiast by j¹ spali³. W obwodzie, który sk³ada³by siê
praktycznie tylko z diody LED i baterii, nie by³oby elementu, na którym od³o¿y³aby siê nadwy¿ka napiêcia zasilania [Nadwy¿ka =
U(zasilania) - U(diody)]. Nast¹pi³oby zwarcie. Opornik R zastosowany w naszym obwodzie ogranicza pr¹d przep³ywaj¹cy przez LED
diodê. Odk³ada siê na nim ta czêœæ napiêcia zasilania, która przewy¿sza spadek napiêcia na diodzie. Wynosi ona
U = U - U Z LEDRLED
Korzystaj¹c ze wzoru (1) zwi¹zanego z prawem Ohma mo¿emy zawsze dobraæ wartoœæ opornika R tak, aby ogranicza³ pr¹d diody LED
do wielkoœci dla niej dopuszczalnej (I ). LED
U U U- R Z LEDLED R = = LED I ILED LED
Oczywiœcie przez opornik R p³ynie taki sam pr¹d, jak przez diodê LED.LED
W naszym zestawie po³¹czyliœmy z diod¹ LED na sta³e taki opornik, który zabezpiecza j¹ przed spaleniem przy napiêciu zasilania 6 V.
Przyk³ad:
Parametry diody LED (z jej danych katalogowych): U = 2 V , I = 20 mA = 0,02 ALED LED
U U U- R Z LEDLED R = = LED I ILED LED
6 [V] - 2 [V] = [S] = 200 RLED 0,02 [A]
Opornik, który zastosowaliœmy w modu³ach LED ma wartoœæ 200 S.
Równoleg³e po³¹czenie elementów
Uk³ad pozwala na w³¹czanie dwóch diod LED jednoczeœnie.
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 1 w³¹cznik (SW)
- 2 diody œwiec¹ce (LED)
- modu³ zasilania
Wykonanie:
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem, zwracaj¹c szczególn¹ uwagê na w³aœciwe pod³¹czenie diod LED. Anody oznaczone
symbolem „+" musz¹ byæ po³¹czone z dodatnim biegunem zasilania oznaczonym „(+)".
- Podaj napiêcie zasilaj¹ce w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Naciœnij w³¹cznik SW - diody LED zaœwiec¹ siê kiedy w³¹cznik SW bêdzie wciœniêty.
Diody w ten sposób po³¹czone, bêd¹ œwieci³y siê jednoczeœnie i „niezale¿nie od siebie". Je¿eli usuniemy jedn¹ z nich, nie wp³ynie to
na dzia³anie drugiej. W kolejnym kroku pod³¹cz jeszcze jedn¹ diodê,
a nastêpnie buzzer.
Dla dociekliwych:
W ten sposób mo¿na pod³¹czaæ dowoln¹ liczbê niezale¿nych
odbiorników pr¹du, zwracaj¹c jedynie uwagê na to, aby nie
przeci¹¿yæ uk³adu zasilania, i aby ka¿dy z tych odbiorników by³
przystosowany do napiêcia zasilania. Suma pr¹dów pobieranych
przez wszystkie odbiorniki okreœla obci¹¿enie Ÿród³a zasilania. W
przypadku trzech diod LED, z których ka¿da pobiera ok. 20 mA,
x baterie musz¹ dostarczyæ pr¹d I = 3 20 mA = 60 mA. Buzzer to kolejnych kilkanaœcie mA. W naszym przypadku nie jest to problem -
k³opoty, przy typowych bateriach, mog³yby siê pojawiæ przy pod³¹czeniu ok. 50 diod. Oczywiœcie wiêksze obci¹¿enie skraca ¿ywotnoœæ
baterii. Je¿eli chodzi o przystosowanie odbiorników do napiêcia zasilania, to zgodnie z wyliczeniami w poprzednim przyk³adzie,
przystosowaliœmy diody do napiêcia 6 V zaopatruj¹c je w oporniki szeregowe 200 S. Buzzer u¿yty w zestawie, jest przystosowany do
napiêcia 6 V przez producenta (katalogowo).
LEDLED LEDLED
BUZZBUZZ
LEDLED
SWSW
LEDLEDLEDLED
SWSW
15
Szeregowe po³¹czenie diod LED
Uk³ad pozwala na w³¹czenie dwóch diod LED jednoczeœnie.
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 1 w³¹cznik (SW)
- 2 diody œwiec¹ce (LED)
- modu³ zasilania
Wykonanie:
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem. Zwróæ szczególn¹ uwagê
na w³aœciwe pod³¹cznie diod LED. Anody oznaczone symbolem
„+" musz¹ byæ po³¹czone (skierowane) w kierunku do dodatniego
bieguna zasilania oznaczonego „(+)".
- Podaj napiêcie w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Naciœnij w³¹cznik SW - diody LED zaœwiec¹ siê.
Diody w ten sposób po³¹czone bêd¹ œwieci³y siê jednoczeœnie,
jednak praca jednej zale¿y od drugiej, a ich œwiat³o jest s³absze ni¿ przy bezpoœrednim po³¹czeniu ka¿dej z nich do napiêcia 6 V.
Dla dociekliwych:
Na dwóch diodach LED spadek napiêcia wyniesie ok. 4 V (poniewa¿ wiemy ju¿, ¿e na jednej wynosi on ok. 2 V). Pozosta³e napiêcie
od³o¿y siê na opornikach. Jego wartoœæ wyniesie:(napiêcie zasilania) (spadek napiêcia na diodach LED)U = 6 [V] - 4 [V] = 2 [V]R
Zgodnie ze wzorem (1), dotycz¹cym prawa Ohma, oporniki te ogranicz¹ pr¹d w obwodzie do wartoœci :
U 2 [V] 2 [V] I = = = = 0,005 [A] = 5 [mA]
xR 2 200 [S] 400 [S]
Diody LED œwiec¹ s³abiej, poniewa¿ s¹ wysterowane cztery razy mniejszym pr¹dem ni¿ w przypadku po³¹czenia równoleg³ego.
Oczywiœcie dzieje siê tak dlatego, ¿e wczeœniej wyposa¿yliœmy je w oporniki dla napiêcia zasilania 6 V. Wymieniaj¹c te oporniki na
mniejsze moglibyœmy doprowadziæ do wysterowania diod przy po³¹czeniu szeregowym pr¹dem 20 mA, jednak uniwersalnoœæ modu³u
LED by zmala³a - po zasileniu napiêciem 6 V (a takim napiêciem dysponujemy) móg³by ulec uszkodzeniu.
SWSW
200S200S
200S200S
6V6V
URUR
2V2V
200S
200S
200S
200S
2V2V
16
Ró¿ne przyk³ady po³¹czeñ diody LED
Wstawienie opornika szeregowo z diod¹ LED powoduje jej s³absze œwiecenie, poniewa¿ opornik ten dodatkowo ogranicza pr¹d p³yn¹cy w obwodzie (czyli równie¿ przez diodê).
Schematy obok przedstawiaj¹ dzia³anie diody prostowniczej. Je¿eli bêdzie ona skierowana (spolaryzowana) przeciwnie do biegunów zasilania (jak na drugim rysunku), to nie przepuœci pr¹du i dioda LED nie zaœwieci siê.
Przeciwnie spolaryzowana dioda LED wstawiona w miejsce diody prostowniczej, zachowa siê podobnie czyli nie przepuœci pr¹du. Jest to równie¿ dioda, tylko „dodatkowo” emituj¹ca œwiat³o
. Schemat powy¿ej ponownie udowadnia, ¿e w³aœciwa polaryzacja (skierowanie) elementów w uk³adzie elektronicznym jest istotna.
Uk³ad pozwala na w³¹czanie i wy³¹czanie diody LED i Buzzera przez dotkniêcie palcem do czujnika SWT.
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 1 sensor (czujnik) dotykowy SWT
- 1 dioda œwiec¹ca (LED)
- 1 tranzystor polowy (T )R
- modu³ zasilania
Wykonanie:
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem.
- Podaj napiêcie zasilaj¹ce w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Dotyknij palcem jednego z dwóch pól czujnika SWT.
Górne pole dotykowe czujnika spowoduje w³¹czenie, a dolne wy³¹czenie diody LED i Buzzera.
Jak to dzia³a?
Dioda zaœwieci siê je¿eli tranzystor bêdzie otwarty, a to zgodnie z jego opisem dzia³ania zale¿y od napiêcia jakie wystêpuje na bramce G.
W tym uk³adzie nie jest ona pod³¹czona elektrycznie do ¿adnego okreœlonego potencja³u (fachowo mówi¹c „wisi w powietrzu”). Czujnik
SWT jest tak skonstruowany, ¿e obwód, zarówno w kierunku bieguna dodatniego (przez górne pole dotykowe), jak i ujemnego (przez
dolne pole dotykowe) jest rozwarty. Dotykaj¹c górnego pola spowodujesz przep³yw ³adunków elektrycznych przez swój palec miêdzy
elektrodami czujnika i bramka uzyska potencja³ wysoki, a to zgodnie z opisem dzia³ania tranzystora oznacza jego stan przewodzenia
(tranzystor bêdzie otwarty). Dioda LED zaœwieci siê, poniewa¿ przewodz¹cy tranzystor „do³¹czy" jej katodê do ujemnego bieguna
zasilania. Ten stan bêdzie trwa³y równie¿ po odjêciu palca. £adunek elektryczny zgromadzony na bramce tranzystora pozostanie tam,
poniewa¿ nie bêdzie ona po³¹czona elektrycznie z reszt¹ obwodu, w szczególnoœci z biegunem ujemnym, do którego móg³by odp³yn¹æ.
Dopiero dotkniêcie palcem dolnego pola czujnika spowoduje, ¿e po³¹czysz elektrycznie bramkê z biegunem ujemnym i umo¿liwisz
zmianê jej potencja³u na niski, czyli zamkniesz tranzystor - dioda LED wtedy zgaœnie.
Bramka tranzystora MOSFET stanowi bardzo ma³¹ powierzchniê, na której mieœci siê niewiele ³adunków elektrycznych. W warunkach
BUZZBUZZ
LEDLED
SWTSWT TRTR
DD
SS
GG
18
rzeczywistych s¹ one w stanie rozp³yn¹æ siê (uciec z bramki ) przez warstwê powietrza
(zw³aszcza wilgotnego) lub przez pod³o¿e, na którym zestawiono obwód - dlatego trwa³oœæ
stanów naszego w³¹cznika jest ograniczona. Mo¿esz j¹ poprawiæ wstawiaj¹c w bramkê nawet
niewielki kondensator, jak na rysunku obok.
Ok³adki kondensatora maj¹ du¿¹ powierzchniê - ich zadaniem jest gromadzenie ³adunków
elektrycznych. Efektem pod³¹czenia kondensatora bêdzie zdecydowanie lepsze (d³u¿sze)
"trzymanie" stanów przez nasz w³¹cznik.
Pamiêæ 1-bitowa
Zaraz zaraz - sk¹d znamy ten schemat? Jest niemal identyczny z porzednim.
Chodzi tylko o jedno ciekawe spostrze¿enie. Otó¿ po wprowadzeniu uk³adu w okreœlony stan, np.
ten w którym dioda œwieci (nazwijmy go stanem „1"), roz³¹cz zasilanie. Po d³u¿szej chwili przywróæ
je - dioda LED nadal bêdzie siê œwieci³a. Wniosek uk³ad zapamiêta³ swój stan „1". Podobnie
zapamiêta on stan, w którym dioda LED nie œwieci (nazwijmy go stanem „0"). Tranzystor MOSFET
pamiêta swój stan w zale¿noœci od ³adunku elektrycznego wprowadzonego na bramkê, nawet po
usuniêciu zasilania. Jest to wykorzystywane we wspó³czesnych pamiêciach.
Wystarczy zbudowaæ osiem takich komórek i ju¿ mo¿emy zapamiêtaæ 1 bajt danych.
Je¿eli zbudujemy ich nieco powy¿ej 8 milionów, to stworzymy pamiêæ 1MB... jeszcze tysi¹c razy
wiêcej (tj. 8 miliardów), i bêdziemy mieli 1 GB,... itd. Powierzchnia kilku boisk pi³karskich i mamy pendrive. Pendrive’ów tak
skonstruowanych jednak nie ma i to nie tylko ze wzglêdu na ceny gruntów - mo¿na siê obawiaæ, ¿e w tak zagospodarowanej
przestrzeni brak³o by miejsca dla nas samych.
POTÊGA ELEKTRONIKI BIERZE SIÊ MIÊDZY INNYMI Z MO¯LIWOŒCI NIEZWYKLE WIELKIEGO STOPNIA JEJ UPAKOWANIA.2To samo wykonane w nowoczesnej technologii scalonej zajmuje najwy¿ej kilka mm .
10nF10nF
BUZZBUZZ
LEDLED
SWTSWT TRTR
DD
SS
GG
CC
LEDLED
SWTSWT TRTR
DD
SS
GG
19
Lampka nocna z wy³¹cznikiem czasowym
Po w³¹czeniu przyciskiem SW lampka (w tym wypadku dioda LED) zaœwieci siê na okreœlony
czas, pozwalaj¹cy np. sprawdziæ godzinê lub upewniæ siê, ¿e niemowlê zdrowo œpi. Po
czasie ustalonym wartoœci¹ rezystora i kondensatora lampka sama zgaœnie - nie musimy
pamiêtaæ o jej wy³¹czeniu. Inne zastosowanie to np. w³¹cznik schodowy - oœwietlenie w³¹cza
siê na czas wystarczaj¹cy do opuszczenia klatki schodowej.
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 1 kondensator elektrolityczny (CE: 1 µF)
- 1 dioda œwiec¹ca (LED)
- 1 tranzystor polowy (T )R
- 1 opornik (R: 1 MS)
- modu³ zasilania
Wykonanie:
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem.
- Podaj napiêcie zasilaj¹ce w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Wciœnij na chwilê przycisk SW - lampka zaœwieci siê.
Po pewnym czasie lampka zgaœnie. Zmiana kondensatora lub rezystora na mniejsz¹ wartoœæ skróci ten czas (i odwrotnie).
Jak to dzia³a ?
Po wciœniêciu w³¹cznika SW bramka tranzystora zostanie po³¹czona z dodatnim biegunem zasilania i uzyska potencja³ wysoki.
Zgodnie z zasad¹ dzia³ania, tranzystor przejdzie w stan otwarty - odbiornik, czyli dioda LED zaœwieci siê. Ten sam potencja³ otrzyma
górna ok³adka kondensatora (kondensator zostanie b³yskawicznie na³adowany). Napiêcie na kondensatorze bêdzie równe napiêciu
zasilania. Po zwolnieniu przycisku SW kondensator bêdzie siê roz³adowywa³ przez równolegle w³¹czony rezystor. Malej¹ce napiêcie
na kondensatorze (równe napiêciu na bramce tranzystora) po pewnym czasie osi¹gnie wartoœæ tak ma³¹, ¿e tranzystor zmieni stan na
zamkniêty - dioda LED zgaœnie.
1MS1MS1µF1µF
RR
CECE
LEDLED
TRTR
DD
SS
GG
SWSW
20
Lampka nocna z w³¹cznikiem dotykowym
Uk³ad realizuje t¹ sam¹ funkcjê co poprzedni, tylko lampka jest w³¹czana
sensorem dotykowym.
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 1 czujnik dotykowy (SWT)
- 1 dioda œwiec¹ca (LED)
- 2 tranzystory polowe (T )R
- 1 opornik (R: 1 MS)
- 1 kondensator (CE: 1 µF)
- dioda prostownicza (D)
- modu³ zasilania
Wykonanie:
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem.
- Podaj napiêcie zasilaj¹ce w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Dotykaj¹c aktywnego pola sensora w³¹czysz lampkê. Zgaœnie ona po czasie ustalonym przez kondensator CE i opornik R.
W uk³adzie jest wykorzystane tylko jedno pole sensora dotykowego, poniewa¿ realizujemy tylko jedn¹ funkcjê „w³¹cz". Sensor otwiera
tranzystor T w czasie kiedy go dotykasz - czyli dzia³a analogicznie jak w³¹cznik w przyk³adzie poprzednim.R2
Dla dociekliwych:
x Roz³adowanie kondensatora, który zgromadzi³ ³adunek elektryczny przebiega zgodnie z zale¿noœci¹: T = R C, gdzie czas T nazywa siê
sta³¹ czasow¹ uk³adu RC. W tym czasie kondensator traci ok. 70% ³adunku elektrycznego (napiêcie na nim maleje do ok. 30% wartoœci
pocz¹tkowej). Dla wartoœci jak na schemacie sta³a czasowa wynosi :
x T = 1 [MS] 10 [µF]
Nale¿y pamiêtaæ, ¿e do wzorów matematycznych nale¿y stosowaæ zawsze odpowiednie jednostki - najczêœciej podstawowe. W naszym
wypadku jest to Ohm (S) i Farad (F) (podstawowe jednostki opornoœci i pojemnoœci elektrycznej). Czyli:
x T = 1000000 [S] 0,00001 [F] = 10 [s]
W rzeczywistoœci czas œwiecenia diody jest krótszy, poniewa¿ próg wy³¹czenia tranzystora jest stosunkowo wysoki (na poziomie ok. 3 V)
i nie trzeba czekaæ na pe³niejsze roz³adowanie kondensatora.
LEDLED
TR2TR2
DD
SS
GG
TR1TR1
DD
SS
GG
SWTSWT
1MS1MS1µF1µFCECE
AA
KK
DD
RR
21
Dla dociekliwych:
Bramka tranzystora T jest po³¹czona z ujemnym biegunem zasilania przez diodê spolaryzowan¹ zaporowo. Rzeczywiste elementy R2
elektroniczne nie s¹ idealne. Idealna dioda w kierunku zaporowym nie powinna w ogóle przewodziæ pr¹du. Rzeczywiste diody
przepuszczaj¹ nieco pr¹du zachowuj¹c siê w kierunku zaporowym tak, jak bardzo du¿e oporniki (wiele MS). Opornik o du¿ej wartoœci
jest w tym uk³adzie bardzo przydatny. Jego zadaniem jest podanie napiêcia ujemnego na bramkê tranzystora T kiedy nie jest ona R2
elektrycznie po³¹czona z innym potencja³em - wtedy tranzystor jest zamkniêty.
Gdy dotykasz sensora chc¹c zaœwieciæ lampkê, opornik musi z kolei mieæ mniejsz¹ wartoœæ ni¿ opornoœæ palca (nawet gdy jest
suchy). W ten sposób podczas dotykania sensora, przez opornoœæ palca, podamy na bramkê tranzystora napiêcie wysokie -
otwieraj¹c go. Otwarty tranzystor bêdzie przewodzi³ pr¹d miêdzy drenem i Ÿród³em, czyli zachowa siê tak, jak wciœniêty w³¹cznik z
poprzedniego uk³adu.
LEDLED
TR2TR2
DD
SS
GG
TR1TR1
DD
SS
GG
SWTSWT
1MS1MS1µF1µFCECE
LEDLED
TR2TR2
DD
SS
GG
TR1TR1
DD
SS
GG
SWTSWT
1MS1MS1µF1µFCECE
AA
KK
DD RR
RRRR
22
Bardzodu¿a
wartoϾ(wiele )MSMS
23
Kierunek ruchu koñcówki
magnetycznejprzy
pobieraniu i
odk³adaniu kulek
Pobieraniekulki
Odk³adanie kulki
Odk³adanie kulkiPobieranie kulki
Podstawowa zasada postêpowania z kulkami, aby nie poginê³y - UNIKAÆ DOTYKANIA KULEK RÊKOMA.
Z gniazd w piance, kulki nale¿y pobieraæ magnetycznymi koñcówkami elementów
i w analogiczny sposób je tam odk³adaæ - nawet je¿eli jest to dzia³anie robocze (chwilowe).
Takie postêpowanie w efekcie koñcowym jednoczeœnie:
- jest wygodne
- usprawnia dzia³anie,
- gwarantuje zachowanie kompletu kulek.
W³¹cznik zmierzchowy
Zadaniem uk³adu jest w³¹czanie i wy³¹czanie odbiornika (diody LED)
w zale¿noœci od natê¿enia oœwietlenia czujnika (fotorezystora).
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 1 fotorezystor (RP)
- 1 dioda œwiec¹ca (LED)
- 1 tranzystor polowy (T )R
- 1 opornik (R: 100 kS)
- modu³ zasilania
Wykonanie:
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem.
- Podaj napiêcie zasilaj¹ce w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Oœwietl czujnik (fotorezystor), ustawiaj¹c go w kierunku, z którego pada
œwiat³o (jasne okno, zapalona lampa itp.) - dioda nie powinna siê œwieciæ.
- Zas³oñ fotorezystor, zmniejszaj¹c jego oœwietlenie - dioda powinna siê zaœwieciæ.
Je¿eli po zmontowaniu uk³ad nie dzia³a zgodnie z w/w za³o¿eniami, to nale¿y dokonaæ jego modyfikacji (uruchomienia):
Je¿eli po oœwietleniu fotorezystora dioda LED siê œwieci, to nale¿y (korzystaj¹c z modu³u uniwersalnego) wymieniæ rezystor R na
nieco wiêkszy - do wartoœci, przy której dioda zgaœnie.
Je¿eli po zas³oniêciu (zaciemnieniu) fotorezystora dioda LED nie œwieci, to nale¿y (korzystaj¹c z modu³u uniwersalnego) wymieniæ
rezystor R na nieco mniejszy - do wartoœci, przy której dioda siê zaœwieci.
Dobór opornika R pozwala na prawid³owe dzia³anie uk³adu w takich warunkach oœwietlenia, jakie aktualnie panuj¹.
Profesjonalnie mówi¹c - wartoœci¹ rezystora R ustalamy punkt pracy uk³adu.
Warto zauwa¿yæ, ¿e po zast¹pieniu diody LED odpowiednim przekaŸnikiem, mo¿emy sterowaæ w³¹czaniem i wy³¹czaniem dowolnego
urz¹dzenia elektrycznego.
100kS100kS
RR LEDLED
TRTR
DD
SS
GG
RPRP
AA
24
Jak to dzia³a?
Dioda zaœwieci siê, je¿eli tranzystor bêdzie otwarty. Zgodnie z opisem dzia³ania tranzystora, jego stan zale¿y od napiêcia jakie
wystêpuje na koñcówce G, które jest takie samo, jak napiêcie na fotorezystorze, czyli w punkcie A. Po pod³¹czeniu zmontowanego
uk³adu do Ÿród³a napiêcia zasilania, przy³o¿one napiêcie rozk³ada siê na elementy ka¿dej ga³êzi obwodu proporcjonalnie do ich
opornoœci. Je¿eli opornoœæ fotorezystora wzrasta, to napiêcie na nim (czyli w punkcie A) równie¿ wzrasta. Tranzystor otworzy siê,
je¿eli to napiêcie bêdzie wystarczaj¹co wysokie, czyli fotorezystor dostatecznie zaciemniony - zatem dioda zaœwieci siê, gdy bêdzie
ciemno.
Dla dociekliwych, to samo przedstawiê teraz dok³adniej korzystaj¹c z rozumowania opartego o prawo Ohma:
Stan wyjœciowy jest nastêpuj¹cy:
Po pod³¹czeniu zmontowanego uk³adu do Ÿród³a napiêcia zasilania U , w ga³êzi z fotorezystorem p³ynie pr¹d, który zgodnie z Z
zale¿noœci¹ (1) wynikaj¹c¹ z prawa Ohma wynosi: U Z
I = (a)R + RP
Napiêcie zasilania rozk³ada siê na wszystkie elementy ga³êzi proporcjonalnie do ich opornoœci. Napiêcie w tej ga³êzi roz³o¿y siê na
dwa elementy, opornik R i fotorezystor RP, zgodnie z zale¿noœci¹ (3):
U = U + U (b)Z R RP
Napiêcie zasilania (U ) jest sta³e (6 V). Spadek napiêcia na oporniku R (U ), zgodnie z zale¿noœci¹ (2), zale¿y od wielkoœci pr¹du I Z R
p³yn¹cego w ga³êzi i wynosi: xU = I R (c)R
xReszta napiêcia równa (U = I R ) od³o¿y siê na fotorezystorze, zgodnie ze wzorem (b):RP RP
U = U - U (d)RP Z R
Poniewa¿ tranzystor jest przy tym napiêciu zamkniêty (LED nie œwieci), to U = U jest niskie. RP G
Powy¿szy opis przedstawia stan wyjœciowy obwodu.
25
Teraz zasada dzia³ania uk³adu:
Sytuacja wyjsciowa ulegnie zmianie, je¿eli fotorezystor zostanie zas³oniêty.
Zgodnie z zasad¹ dzia³ania fotorezystora zwiêkszy siê wtedy jego opornoœæ. Opornoœæ ca³ej ga³êzi, jako suma R + R , równie¿ RP
wzroœnie, w wyniku czego pr¹d I ga³êzi zmaleje zgodnie z wzorem (a). Mniejszy pr¹d wywo³a mniejszy spadek napiêcia na oporniku R,
a to przy sta³ym napiêciu zasilania Uz oznacza wzrost napiêcia na fotorezystorze - patrz wzór (d). Dostatecznie wysokie napiêcie na
nim otworzy tranzystor i dioda LED zaœwieci siê.
Cztery zdania powy¿ej wykazuj¹, ¿e napiêcie U = U jest wysokie wówczas, gdy opornoœæ fotorezystora jest du¿a, czyli kiedy RP G
fotorezystor jest zas³oniêty. Zatem dioda œwieci, gdy jest ciemno.
Poni¿szy schemat przedstawia modyfikacjê uk³adu w³¹cznika zmierzchowego.
Detektor œwiat³a z sygnalizacj¹ dŸwiêkow¹
Zaprezentowane wczeœniej rozwi¹zanie w³¹cznika zmierzchowego jest przyk³adem
detektora braku œwiat³a (element wykonawczy dzia³a przy braku oœwietlenia czujnika).
Zamiana miejscami fotorezystora z rezystorem R i mo¿liwoœæ zastosowania ró¿nych
elementów wykonawczych (równie¿ po³¹czonych równolegle) pozwala na uzyskanie
kolejnych schematów - tym razem detektorów œwiat³a (takich, w których element
wykonawczy dzia³a, gdy czujnik jest oœwietlony). S¹dzê, ¿e do ich budowy nie jest ju¿ Tobie
potrzebna instrukcja. Przy uruchamianiu (doborze opornika R) pamiêtaj jedynie, aby
uwzglêdniæ t¹ „odwrotnoœæ” dzia³ania.
W przedstawionym obok przyk³adzie zamieniono miejscami fotorezystor z opornikiem
szeregowym oraz zastosowano zamiast diody LED inny element wykonawczy. Jest nim
buzzer - g³oœnik z wbudowanym generatorem sta³ej czêstotliwoœci akustycznej. Buzzer
generuje sygna³ akustyczny, gdy jest zasilany, czyli kiedy tranzystor jest otwarty, czyli kiedy
fotorezystor jest oœwietlony. W ogólnym przypadku elementem wykonawczym mo¿e byæ
wiele innych sygnalizatorów lub odpowiedni przekaŸnik. Styki takiego przekaŸnika mog¹
w³¹czyæ dowolne urz¹dzenie elektryczne.
100kS100kS
RRTRTR
DD
SS
GG
BUZZBUZZRPRP
26
Fotodetektor czujnik obiektu
Uk³ad wykrywa i sygnalizuje obecnoœæ obiektu w okreœlonym miejscu
np. rêki w przestrzeni roboczej jakiejœ maszyny.
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 1 fotorezystor (RP)
- 2 diody œwiec¹ce (LED)
- 1 buzzer (BUZZ)
- 1 tranzystor polowy (T )R
- 1 opornik (R: 100 kS)
- modu³ zasilania
Wykonanie:
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem
- Modu³y LED i RP ustaw na bokach skierowane do siebie tak,1
aby dioda LED oœwietla³a fotoopornik.
- Podaj napiêcie zasilaj¹ce w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Dokonaj uruchomienia uk³adu - wartoœci¹ rezystora R ustal punkt jego pracy.
Je¿eli LED siê œwieci, mimo ¿e fotorezystor jest oœwietlony diod¹ LED , to nale¿y (korzystaj¹c z modu³u uniwersalnego) wymieniæ 2 1
rezystor R na nieco wiêkszy - do wartoœci, przy której dioda zgaœnie.
Je¿eli po zas³oniêciu diody LED (zaciemnieniu fotorezystora) dioda LED nie œwieci, to nale¿y (korzystaj¹c z modu³u uniwersalnego) 1 2
wymieniæ rezystor R na nieco mniejszy - do wartoœci, przy której dioda siê zaœwieci.
Ka¿dy nieprzezroczysty obiekt, przecinaj¹cy liniê wyznaczon¹ przez fotorezystor i Ÿród³o œwiat³a LED , spowoduje zaœwiecenie diody 1
przy jednoczesnym sygnale dŸwiêkowym. Modu³ LED mo¿na oddaliæ od fotoopornika, wyd³u¿aj¹c chroniony obszar. Je¿eli boczne 1
oœwietlenie fa³szuje wskazania, to mo¿na na fotopornik nasun¹æ rurkê (najlepiej czarn¹), tak aby „widzia³" on tylko diodê LED .1
Odwrotnym w dzia³aniu do opisywanego jest uk³ad przedstawiony na kolejnej stronie.
TRTR
DD
SS
GG
LED2LED2
LED1LED1
100kS100kS
RR
RPRP
BUZZBUZZ
27
Fotodetektor - czujnik braku obiektu
Fotokomórka
Zadaniem uk³adu jest sygnalizacja dŸwiêkowo-optyczna przeciêcia
(przes³oniêcia) wi¹zki œwiat³a padaj¹cego na czujnik przez
nieprzezroczysty obiekt. Sygnalizacja jest podtrzymywana w
czasie, mimo usuniêcia obiektu (intruza).
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 1 fotorezystor (RP)
- 1 dioda œwiec¹ca (LED)
- 1 buzzer (BUZZ)
- 1 tranzystor polowy (T )R
- 1 dioda (D)
- 1 kondensator (np. 1µF)
- 1 mikroprze³¹cznik (SW)
- 1 opornik (R: 100 kS)
Uk³ad wykrywa i sygnalizuje brak obiektu w okreœlonym miejscu, np. brak os³ony bezpieczeñstwa przy maszynie.
Uk³ad ró¿ni siê od poprzedniego jedynie schematem po³¹czeñ.
Takimi fotodetektorami mo¿na np. wykrywaæ obiekty, lub ich brak, na taœmie produkcyjnej. Je¿eli wyjœcie uk³adu (dren D tranzystora) pod³¹czymy do licznika, to mo¿emy zliczaæ przesuwaj¹ce siê detale.
LEDLED
BUZZBUZZ
TRTR
DD
SS
GG
LEDLED
RPRP
10kS10kS
RR
TRTR
DD
SS
GG
LEDLED
BUZZBUZZ
1µF1µFCECESWSW
RPRP
100kS100kS
RR
AA KK
DD
28
Wykonanie:
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem.
- Nasuñ na fotorezystor os³onkê, najlepiej w postaci czarnej (poch³aniaj¹cej œwiat³o) rurki, tak aby ograniczyæ k¹t jego widzenia. W
ten sposób odpowiednio ograniczysz obszar kontrolowany. Rurkê z fotorezystorem skieruj na dowolne, najlepiej intensywne, Ÿród³o
œwiat³a. Mo¿e to byæ ¿arówka lampy (latarki), jasne okno itp.
- Podaj napiêcie zasilaj¹ce w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Naciœnij wy³¹cznik SW wprowadzaj¹c fotokomórkê w stan czuwania.
- Dokonaj uruchomienia - wartoœci¹ rezystora R ustal punkt pracy uk³adu.
Je¿eli LED siê œwieci, mimo ¿e fotorezystor „widzi" Ÿród³o œwiat³a (rurka jest precyzyjnie na nie skierowana), to nale¿y (korzystaj¹c z
modu³u uniwersalnego) wymieniæ rezystor R na nieco wiêkszy - do wartoœci, przy której dioda zgaœnie.
Je¿eli po zas³oniêciu wylotu rurki (zaciemnieniu fotorezystora) dioda LED nie œwieci, to nale¿y (korzystaj¹c z modu³u uniwersalnego)
wymieniæ rezystor R na nieco mniejszy - do wartoœci, przy której dioda siê zaœwieci.
Ka¿dy obiekt przecinaj¹cy liniê wyznaczon¹ przez fotorezystor i Ÿród³o œwiat³a spowoduje zaœwiecenie diody przy jednoczesnym
sygnale dŸwiêkowym. Sygnalizacja bêdzie podtrzymywana do momentu roz³adowania kondensatora, które mo¿na przyspieszyæ
naciskaj¹c wy³¹cznik SW.
Jak to dzia³a?
Uk³ad jest nieco rozbudowanym w³¹cznikiem zmierzchowym, z którym ju¿ mia³eœ do czynienia. Ró¿nica polega na tym, ¿e napiêcie
U w³¹czaj¹ce tranzystor, ³aduje kondensator C przez diodê D. £adunek zgromadzony na tym kondensatorze utrzymuje tranzystor RP
w stanie w³¹czenia, podobnie jak w przypadku wczeœniej omawianej lampki nocnej. Po ust¹pieniu sygna³u, kondensator nie mo¿e siê
jednak roz³adowaæ, poniewa¿ dioda jest wtedy spolaryzowana w kierunku zaporowym (w t¹ stronê nie przewodzi pr¹du). Jedyn¹
mo¿liwoœci¹ roz³adowania konensatora jest zwarcie go w³¹cznikiem SW lub samoroz³adowanie po d³u¿szym czasie. Wielkoœci¹
kondensatora C mo¿na regulowaæ czu³oœæ uk³adu tak, aby nie reagowa³ np. na przelatuj¹c¹ æmê.
Podobny uk³ad, ale o innym zastosowaniu jest przedstawiony na nastêpnej stronie.
29
Fotoalarm zabezpieczenie schowka
Uk³ad nieznacznie ró¿ni¹cy siê od poprzedniego, mo¿e
s³u¿yæ do uruchomienia sygnalizacji alarmowej w
przypadku otwarcia sejfu lub innego nieoœwietlonego
schowka (np. na rowery). Za³o¿enie jest takie, ¿e intruz nie
bêdzie dzia³a³ po ciemku - albo wpuœci œwiat³o zewnêtrzne,
albo sam je sobie zaœwieci (np.latark¹).
Wartoœæ opornika R okreœla punkt pracy uk³adu.
Przerzutnik z pamiêci¹ stanu
Uk³ad steruje dwiema diodami LED tak, ¿e zawsze tylko jedna z nich siê œwieci.
Zmiana aktywnej diody nastêpuje przyciskiem SW. Stan przerzutnika (która
dioda LED siê œwieci) jest pamiêtany.
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 2 diody œwiec¹ce (LED)
- 2 tranzystory (T i T )R L
- 1 kondensator (C: 10 nF)
- 1 mikroprze³¹cznik (SW)
- 3 oporniki (R : 10 kS, 100 kS, 1 MS)
- modu³ zasilania
TRTR
DD
SS
GG
LEDLED
BUZZBUZZ
1µF1µFCECESWSW
RPRP
10kS10kS
RR
AA KK
DD
LED2LED2LED1LED1
100kS100kSRR
10kS10kS
RR
TRTR
DD
SS
GG
SWSW
1MS1MSRRCC 10nF10nF
TLTL
DD
SS
GG
30
Wykonanie:
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem.
- Podaj napiêcie zasilaj¹ce w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Przyciskiem SW zmieñ œwiec¹c¹ siê diodê LED na przeciwn¹.
Jak to dzia³a?
Po zasileniu uk³adu, jedna z diod siê œwieci (przypadkowa). Za³o¿ymy na potrzeby tego wyjaœnienia, ¿e bêdzie to dioda LED . 1
Œwiec¹ca dioda LED oznacza, ¿e tranzystor T jest otwarty a to, ¿e napiêcie na jego drenie jest niskie. Niskie napiêcie, podane na 1 L
bramkê tranzystora T przez opornik 100 kS, utrzymuje jego stan zamkniêcia, a wiêc wysokie napiêcie na jego drenie. To wysokie R
napiêcie podawane jest przez opornik 10 kS na bramkê tranzystora T , podtrzymuj¹c jego stan otwarcia. Przedstawi³em szereg L
zdarzeñ wynikaj¹cych jedno z drugiego, zaczynaj¹cych siê i koñcz¹cych w tym samym miejscu (tranzystorze T ). Opisa³em zatem L
pêtlê sprzê¿enia zwrotnego dla tego tranzystora, potwierdzaj¹c jednoczeœnie, ¿e stan ca³ego uk³adu jest stabilny. W tym stanie
ok³adka kondensatora od strony SW ma wysoki potencja³ (zgodny z potencja³em drenu tranzystora T ), poniewa¿ z takim napiêciem R
jest po³¹czona przez opornik 1 MS.
Zwieraj¹c przycisk SW spowodujemy podanie wysokiego napiêcia z kondensatora na bramkê tranzystora T . Wysokie napiêcie na R
bramce tranzystora oznacza jego przejœcie w stan otwarcia i pojawienie siê na jego drenie niskiego napiêcia, w³¹czaj¹cego diodê
LED . Napiêcie z drenu tranzystora T bêdzie podane przez opornik 10 kS na bramkê tranzystora T . Niskie napiêcie na bramce 2 R L
tranzystora T zamknie ten tranzystor, dioda LED zgaœnie, a wysokie napiêcie z jego drenu zostanie podane (przez opornik 100 kS) L 1
na bramkê tranzystora T - podtrzymuj¹c jego stan otwarcia. W tym stanie ok³adka kondensatora od strony SW uzyskuje potencja³ p
niski (zgodny potencja³em drenu tranzystora T ), poniewa¿ z takim napiêciem jest po³¹czona przez opornik 1 MS. Pêtla sprzê¿enia R
zwrotnego bêdzie zamkniêta i stan ca³ego uk³adu bêdzie stabilny, lecz przeciwny do poprzedniego.
Ponownie zwieraj¹c przycisk SW powodujemy podanie niskiego napiêcia z kondensatora na bramkê tranzystora T . Niskie napiêcie R
na bramce tranzystora oznacza jego przejœcie w stan zamkniêcia i pojawienie siê na jego drenie wysokiego napiêcia wy³¹czaj¹cego
diodê LED . Napiêcie z drenu tranzystora T jest podawane przez opornik 10 kS na bramkê tranzystora T . Wysokie napiêcie na 2 R L
bramce tranzystora T otwiera ten tranzystor, dioda LED zaœwieci siê, a niskie napiêcie z jego drenu zostanie podane na bramkê L 1
tranzystora T podtrzymuj¹c jego stan zamkniêcia. Pêtla sprzê¿enia zwrotnego bêdzie zamkniêta, a stan ca³ego uk³adu te¿ bêdzie R
ponownie stabilny i taki, jak w momencie wyjœciowym.
31
Sterownik sygnalizatora œwietlnego
Uk³ad steruje dwiema diodami LED tak, ¿e zawsze tylko jedna z nich siê
œwieci. W stanie stabilnym œwieci siê dioda LED . Uaktywnienie 2
(zaœwiecenie) diody LED nastêpuje przyciskiem SW i jest czasowe.1
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 2 diody œwiec¹ce (LED)
- 2 tranzystory (T i T )R L
- 1 kondensator (C: 10 µF)
- 1 mikroprze³¹cznik (SW)
- 2 oporniki (R : 10 kS, 100 kS)
- 1 dioda (D)
- modu³ zasilania
Wykonanie:
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem.
- Podaj napiêcie zasilaj¹ce w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Przyciskiem SW zmieñ œwiec¹c¹ siê diodê LED.
Po czasie ustalonym przez wartoœæ kondensatora i opornika R2 z nim po³¹czonego, uk³ad powróci do stanu wyjœciowego.
Uk³ad, po zwielokrotnieniu, mo¿e byæ zastosowany do sygnalizatora œwietlnego steruj¹cego ruchem pieszych lub rowerzystów.
Zmienione na okreœlony czas œwiat³a, pozwol¹ przejœæ, np. na drug¹ stronê drogi.
LED1LED1 LED2LED2
100kS100kS
R1R1
TLTL
DD
SS
GG
TRTR
DD
SS
GG
SWSW
1MS1MS
R2R2
AA
KK
DD
1µF1µFCECE
32
Nocny drêczyciel (¿art, ale wy³¹cznie dla elektroników - dla innych udrêka)
Zadaniem uk³adu jest drêczyæ ludzi w nocy nie pozwalaj¹c na sen.
Modu³y niezbêdne do zbudowania uk³adu:
- 1 tranzystor (T )L
- 1 kondensator (C: 10 µF)
- 1 fotorezystor (RP)
- 2 oporniki (R : 1 MS, 100 kS)
- 1 dioda (D)
- 1 buzzer (BUZZ)
- modu³ zasilania
Wykonanie:
- Uruchom buzzer podaj¹c na niego zasilanie i zaklej go taœm¹ samoprzylepn¹
tak, aby wyt³umiæ dŸwiêk do poziomu, który uznasz za stosowny.
- Zestaw obwód zgodnie ze schematem.
- Podaj napiêcie zasilaj¹ce w miejsca oznaczone na schemacie „(+)" i „(-)".
- Ukryj obwód w mieszkaniu obiektu drêczenia - gdzieœ na szafie, na pó³ce z
ksi¹¿kami, w kwiatku itp. (zak³adam, ¿e docelowy obwód w wykonaniu
profesjonalnym bêdzie bardzo ma³y, wykonany technik¹ lutowania i zasilany bateriami pastylkowymi).
- Nastêpnego dnia z satysfakcj¹ obserwuj zachowanie niewyspanego i znerwicowanego obiektu drêczenia.
Jak to dzia³a?
Obiekt drêczenia gasi œwiat³o k³ad¹c siê spaæ. Po d³u¿szej chwili s³yszy cichy pisk - z racji wysokiego tonu trudny do zlokalizowania.
Zdenerwowany wstaje i zapala œwiat³o - pisk natychmiast ustêpuje - nie ma czego szukaæ. Obiekt drêczenia gasi œwiat³o i k³adzie siê
spaæ. Po d³u¿szej chwili s³yszy cichy pisk. Cykl siê powtarza... Cykl siê powtarza...
TRTR
DD
SS
GG
100uF100uFCECE
BUZZBUZZ
RPRP
AAKK
DD
100kS100kS
R1R1
1MS1MS
R2R2
33
Dla dociekliwych:
Po zgaszeniu œwiat³a roœnie opornoœæ fotorezystora, czyli napiêcie na nim równie¿ wzrasta. Wysoki poziom napiêcia ³aduje
kondensator przez opornik R2. Napiêcie na kondensatorze, po czasie zale¿nym od jego wartoœci oraz wartoœci oporników, osi¹ga
wysoki poziom - wystarczaj¹cy do otwarcia tranzystora. Otwarty tranzystor w³¹cza buzzer, który piszczy. W momencie zaœwiecenia
swiat³a napiêcie na fotorezystorze maleje i kondensator natychmiast siê roz³adowuje przez diodê. Niskie napiêcie na kondensatorze,
oznaczaj¹ce niskie napiêcie na bramce tranzystora, zamyka tranzystor i buzzer siê wy³¹cza.
Przedstawiony obwód s³u¿y celom eksperymentalnym. Docelowy mo¿e byæ pozbawiony opornika 1 MS, a jako kondensator wystarczy
wtedy pojemnoœæ np. 10 nF. Opornik w tym przypadku zostanie zast¹piony przez rezystancjê wsteczn¹ diody.